JP4304155B2 - Automatic frequency control receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線受信器に関し、特に、無線受信器により受信される、受信器の局部周波数と受信信号の局部周波数との間の信号において、通常見られる周波数差の除去に関する。たとえば、ブルートゥース(BlueTooth)規格において、受信器は、大きな周波数差を扱うことが可能でなければならない。一般的に、受信器と通信を行う送信機を含む無線システムにおいて、送信機の周波数と、基準周波数と呼ばれる受信器の局部発振器が動作する周波数の間に差がある。この周波数の差は、受信器の変調器の出力における電圧差として表される。所定の期間にわたる復調信号の分析から、電圧差を推定し、その後、信号から電圧差を除去する方法、又は、自動周波数制御(AFC: automatic frequency control)ループにおいて局部発振器を調整するためにこの電圧差を使用する方法がすでに存在する。従って、従来例において、いわゆる基準値によって制御されるいわゆる基準発振周波数で動作する無線受信器は、受信信号を復調する復調手段と、復調信号の平均値を推定する手段と、復調信号の平均値を基準値に補正する手段と、受信信号によって取得されたバイナリ値を決定する判断手段と、を有する。 The present invention relates to wireless receivers, and more particularly to removing frequency differences normally found in signals received by a wireless receiver between the local frequency of the receiver and the local frequency of the received signal. For example, in the BlueTooth standard, the receiver must be able to handle large frequency differences. In general, in a wireless system that includes a transmitter that communicates with a receiver, there is a difference between the frequency of the transmitter and the frequency at which the local oscillator of the receiver, called the reference frequency, operates. This frequency difference is expressed as a voltage difference at the output of the modulator of the receiver. A method of estimating the voltage difference from the analysis of the demodulated signal over a given period and then removing the voltage difference from the signal, or this voltage to adjust the local oscillator in an automatic frequency control (AFC) loop There already exists a way to use the difference. Therefore, in the conventional example, a radio receiver operating at a so-called reference oscillation frequency controlled by a so-called reference value includes a demodulating means for demodulating the received signal, a means for estimating an average value of the demodulated signal, and an average value of the demodulated signal. Means for correcting the reference value to a reference value, and judgment means for determining a binary value acquired by the received signal.
従って、自動周波数制御ループによって復調信号の平均値を補正する機能は、既知である。このループ内で、電圧差を推定する推定手段は、たとえば、復調信号に、有用な信号を除去して連続する成分を保存する狭い通過帯域のローパスフィルタを通過させることで構成可能である。 Therefore, the function of correcting the average value of the demodulated signal by the automatic frequency control loop is known. In this loop, the estimation means for estimating the voltage difference can be configured, for example, by passing a demodulated signal through a low-pass filter having a narrow passband that removes useful signals and preserves continuous components.
本発明は、次の考察に関する。 The present invention relates to the following considerations.
ローパスフィルタの通過帯域の選択は、妥協案であり、狭い通過帯域を持つこの方法は、連続する成分を推定するためには低速である。動作の速度を増すために、通過帯域を広くすると、連続する成分の推定は、フィルタを通過する信号の成分により、改悪される可能性がある。低速の方法の欠点は、有用な情報を受信する前に、電圧差を推定するために信号の長い部分が必要であり、これが、受信範囲のそれぞれの開始に対する検出において時間の損失または精度の損失を引き起こすことである。より速いが、より改悪される推定の欠点は、電圧差を推定する方法により、受信信号にエラーを持ち込んでしまうことである。 The selection of the pass band of the low pass filter is a compromise, and this method with a narrow pass band is slow to estimate the continuous components. If the passband is widened to increase the speed of operation, the estimation of successive components may be corrupted by the component of the signal passing through the filter. The disadvantage of the slow method is that it takes a long part of the signal to estimate the voltage difference before receiving useful information, which is a loss of time or accuracy in detection for each start of the reception range. Is to cause. A faster, but worse, estimation disadvantage is that errors are introduced into the received signal by the method of estimating the voltage difference.
本発明の1つの目的は、無線ネットワークを通して受信する信号のための受信器であって、概して、受信範囲により、上述した従来技術の欠点を持たない受信器を得ることを可能することである。 One object of the present invention is to make it possible to obtain a receiver for signals received through a wireless network, which generally does not have the disadvantages of the prior art described above, depending on the reception range.
この目的のために、導入部の段落に基づく、本発明により特徴づけられる無線受信器は、第1の期間中に判断手段において使用される復調信号の第1の平均値を迅速に抽出する第1の手段と、補正手段において使用され、第2の期間中には、判断手段において使用される復調信号の第2の平均値を低速抽出する第2の手段とを、推定手段が含んでいる。 For this purpose, the radio receiver, characterized by the invention, based on the introductory paragraph, quickly extracts the first average value of the demodulated signal used in the decision means during the first period. The estimation means includes a first means, and a second means that is used in the correction means and extracts a second average value of the demodulated signal used in the determination means at a low speed during the second period. .
平均値を推定する2つの種類の手段は、相補的なものであり、信号の長い部分が平均値の推定に必要である低速システムも、信号の平均値の誤った推定によって信号に取り入れられるエラーも、持たないことを可能にする。従って、受信範囲の開始から、周波数の正確な補正と、感度の良い受信器を同時に実現するように、得られる信号受信回路は、周波数の低速推定と高速推定を組み合わせる。 The two types of means for estimating the average value are complementary, and even slow systems where a long portion of the signal is required to estimate the average value can be introduced into the signal by incorrect estimation of the signal average value. It also makes it possible not to have. Therefore, the obtained signal receiving circuit combines the low-speed estimation and the high-speed estimation of the frequency so that the accurate correction of the frequency and the sensitive receiver can be realized simultaneously from the start of the reception range.
本発明の特定の実施形態において、復調信号の平均値を補正する手段は、周波数補正ループを使用する。自動周波数制御の原理は、アナログデータおよびデジタルデータのための原理として既知である。 In a particular embodiment of the invention, the means for correcting the average value of the demodulated signal uses a frequency correction loop. The principle of automatic frequency control is known as the principle for analog data and digital data.
本発明の有用な実施形態において、第1の推定手段は、受信信号の最小値および最大値を評価し、それにより、信号の平均値を、これら2つの値の間の中間値と推定する手段を含む。このような推定は、非常に迅速である。しかしながら、推定は、相対的な不正確を被る(たとえば、一連の連続する1と0(ゼロ)が信号に存在する場合)。この推定は、信号全体に使用可能だが、判断手段の精度はそれにより影響され得る。 In a useful embodiment of the invention, the first estimation means evaluates the minimum and maximum values of the received signal, thereby estimating the average value of the signal as an intermediate value between these two values. including. Such an estimation is very quick. However, the estimation suffers relative inaccuracies (eg, when a series of consecutive 1s and 0s (zeros) are present in the signal). This estimation can be used for the entire signal, but the accuracy of the decision means can be influenced thereby.
このため、本発明の好ましい実施形態において、受信信号が、同期および制御部と、その後のデータ部とからなる場合、第1の期間は、同期および制御部の受信に必要な期間を超えない。 For this reason, in the preferred embodiment of the present invention, when the received signal is composed of the synchronization and control unit and the subsequent data unit, the first period does not exceed the period necessary for reception of the synchronization and control unit.
本発明は、大きな周波数差が発生する可能性のある無線ネットワークにおいて動作する、どのような受信器においても実現できる。故に、ブルートゥース(BlueTooth)技術、デジタル欧州コードレス電話(DECT: Digital European Cordless Telecommunications)技術および、上述した特性を示す他のいかなる技術にも関連する。 The present invention can be implemented in any receiver operating in a wireless network where large frequency differences can occur. Therefore, it relates to the BlueTooth technology, the Digital European Cordless Telecommunications (DECT) technology, and any other technology that exhibits the characteristics described above.
本発明による原理は、デジタルデータまたはアナログデータに同様に使用できる。 The principle according to the invention can be used for digital data or analog data as well.
本発明はまた、本発明による受信器のある集積回路に関する。 The invention also relates to an integrated circuit with a receiver according to the invention.
本発明はまた、本発明による無線ネットワークから受信する信号を受信および処理する方法に関する。 The invention also relates to a method for receiving and processing signals received from a wireless network according to the invention.
次の説明は、参照符号に関する。すべての図において、類似する構成要素は、同一の文字で表される。いくつかの類似する構成要素が単一の図に表れることがある。この場合、数字または添え字が、類似する構成要素を区別するために文字による参照符号に加えられる。数字または添え字は、便宜上の理由から省かれることがある。このことは、明細書および請求項に適用される。 The following description relates to reference numerals. In all of the figures, similar components are represented by the same letter. Several similar components may appear in a single figure. In this case, numbers or subscripts are added to the letter reference signs to distinguish similar components. Numbers or subscripts may be omitted for reasons of convenience. This applies to the description and the claims.
以下に続く明細書本文は、当業者が本発明を実現または利用することができるように、提示される。この明細書本文は、特許出願およびその要件という面において提供される。好ましい実施形態に対する様々な変更が、当業者にとって明らかであり、ここに開示される本発明の包括的な原則は、他の実施に適用可能である。 The following text is presented to enable any person skilled in the art to implement or use the present invention. The text of this specification is provided in terms of patent applications and their requirements. Various modifications to the preferred embodiment will be apparent to those skilled in the art and the generic principles of the invention disclosed herein may be applied to other implementations.
従って、本発明は、説明される実施形態に限定されるとは見なされず、以下に述べられる原則および特性に従う最も広い範囲を持つ。 Accordingly, the present invention is not considered limited to the described embodiments, but has the broadest scope in accordance with the principles and characteristics set forth below.
図1は、本発明による受信器のブロック図を示す。この図は、本発明の実現に必要な様々な機能を実行する手段を示す。これらの機能は、本発明による受信方法における工程である。本発明による受信器は、無線ネットワークから信号Sを受信する。受信器は、図示しない受信手段を有し、たとえば、アンテナであっても良い。受信器は、いわゆる基準発振周波数で動作し、発振周波数は、いわゆる基準値Vrefにより制御される。この基準値は、通常は、電圧である。本発明による受信器は、受信信号Sを復調する復調手段DEMOと、復調信号SDの平均値MVを推定する手段ESTと、変調信号SDの平均値MVを基準値Vrefでの値に補正する手段CORと、受信信号Sに取得されたバイナリ値を決定する判断手段DECと、を有する。本発明によれば、受信信号の平均値を推定する手段ESTは、第1の期間中、判断手段DECにおいて使用される変調信号SDの第1の平均値MVAを迅速に抽出する第1の手段ESTAと、補正手段CORで使用され、第2の期間中は、判断手段DECで使用される変調信号SDの平均値MVBを低速抽出する第2の手段ESTBとを含む。本発明による受信器によって扱われるデータは、デジタルまたはアナログであってよい。以下、デジタルデータのアナログ処理への適用が提示される。その場合、平均値を推定する手段は、アナログデータの処理をする意図のある方法である。デジタルデータを推定するデジタル手段も、本発明の原則を損なうことなく使用可能である。 FIG. 1 shows a block diagram of a receiver according to the invention. This figure shows the means for performing the various functions necessary to implement the present invention. These functions are steps in the receiving method according to the present invention. The receiver according to the invention receives the signal S from the wireless network. The receiver has a receiving means (not shown), and may be an antenna, for example. The receiver operates at a so-called reference oscillation frequency, and the oscillation frequency is controlled by a so-called reference value Vref. This reference value is usually a voltage. The receiver according to the present invention comprises a demodulating means DEMO for demodulating the received signal S, a means EST for estimating the average value MV of the demodulated signal SD, and a means for correcting the average value MV of the modulated signal SD to a value at the reference value Vref. COR and determination means DEC for determining a binary value acquired in the received signal S. According to the invention, the means EST for estimating the average value of the received signal first means for rapidly extracting the first average value MVA of the modulation signal SD used in the decision means DEC during the first period. ESTA and second means ESTB for extracting at low speed the average value MVB of the modulation signal SD used in the correction means COR and used in the determination means DEC during the second period. The data handled by the receiver according to the present invention may be digital or analog. In the following, application to the analog processing of digital data is presented. In that case, the means for estimating the average value is a method intended to process analog data. Digital means for estimating digital data can also be used without compromising the principles of the present invention.
特定の実施形態において、そして図1に示されるものにより、復調信号SDの平均値MVを補正する手段CORは、復調器DEMOにループされ、それにより、一般に周波数補正ループとよばれるものを形成する。このようなループは、一般に自動周波数制御という用語で既知である。図2は、自動周波数制御ループの一般的な原則のブロック図を示す。このような周波数制御ループの機能は、二重である。これは、受信信号において周波数の差がどれほどあっても、周波数fIFを一定に保つ。また、周波数fIFを変調器の中心周波数に自動的に修正することにより、方法および温度におけるどのような変化も補償する。このことは、平均周波数fIFにおける情報を受信器の局部発振器VCOにループすることにより達成され、その結果、その局部周波数fVCOの調整が自動的に行われる。信号周波数の平均値を抽出するために、変調器DEMOの出力信号は、ローパスフィルタFILにおいてフィルタリングされる。従って、このフィルタFILは、変調信号SDの平均値MVBを低速推定する手段ESTBを構成する。このようなフィルタの例は、図4において示される。そして、平均値MVBは、基準値Vrefと比較される。これは、たとえば、エラー信号を生成する。この情報は、増幅され、局部発振器VCOの制御入力に印加される。これが、信号と局部発振の間の周波数差を相殺するのに役立つ、VCOの周波数における変化に結びつく。 In a particular embodiment, and according to what is shown in FIG. 1, the means COR for correcting the average value MV of the demodulated signal SD is looped to the demodulator DEMO, thereby forming what is commonly called a frequency correction loop. . Such a loop is generally known by the term automatic frequency control. FIG. 2 shows a block diagram of the general principle of an automatic frequency control loop. The function of such a frequency control loop is double. This keeps the frequency fIF constant regardless of the frequency difference in the received signal. It also compensates for any changes in method and temperature by automatically correcting the frequency fIF to the center frequency of the modulator. This is accomplished by looping the information at the average frequency fIF to the local oscillator VCO of the receiver, so that the local frequency fVCO is automatically adjusted. In order to extract the average value of the signal frequency, the output signal of the modulator DEMO is filtered in a low-pass filter FIL. Therefore, this filter FIL constitutes means ESTB for low-speed estimation of the average value MVB of the modulation signal SD. An example of such a filter is shown in FIG. The average value MVB is compared with the reference value Vref. This generates, for example, an error signal. This information is amplified and applied to the control input of the local oscillator VCO. This leads to changes in the frequency of the VCO that help cancel out the frequency difference between the signal and local oscillation.
より正確には、復調器は、次の形で線形反応を持つと仮定される。
ここで、fIFがfCと等しくKdが復調器のゲインである場合、Vcは、出力電圧である。従って、電圧SDは、復調器の出力で利用できる。復調器DEMOには、信号SDの平均値MVBを推定する手段ESTBが続く。これらの推定手段ESTBは、上記でわかるように、ローパスフィルタリング手段FILを有利に構成する。そして、得られた平均値MVBは、周波数fIFとfcの間の周波数差に比例する。次に、平均値MVBは、通常は電圧Vrefである基準値と比較され、ゲインAの増幅手段AMPによって増幅され、そして、受信器の局部発振器VCOに供給される。これは、次の式に要約される。
増幅器AMPの出力信号は、周波数fIFで機能する局部発振器VCOに供給される。故に、
frefは、Vmod=VrefでKmが復調ゲインである場合の周波数である。従って、信号の周波数の差はそれぞれ、同一の値であるが反対方向である現在の周波数fIFを修正する。そして、
次に、システムの周波数RFの変化に対する反応は、搬送周波数または変調そのものにおける差であって良い。 Second, the response to changes in the frequency RF of the system can be a difference in the carrier frequency or the modulation itself.
先の等式を利用して、最後に次の式が得られる。
Vc=Vrefである場合、等式は単純化される。
理想的には、fc=frefであるように、システムが構成される。言い換えると、fIF=frefである場合、このことは、出力電圧Vc=Vrefであるということを意味する。たとえば、方法の変動のために、このケースにはなり得ない。信号ΔfRFの周波数差がゼロで、ループkmAFKdのゲインがかなり高い場合、等式は、ループが周波数fIFをfIF=fcへと置き直すことを示す。 Ideally, the system is configured such that fc = fref. In other words, if fIF = fref, this means that the output voltage Vc = Vref. This cannot be the case, for example, due to method variations. If the frequency difference of the signal ΔfRF is zero and the gain of the loop kmAFKd is quite high, the equation shows that the loop repositions the frequency fIF to fIF = fc.
受信信号における周波数差がある場合、電圧差が因数1+KmAFKdにより減衰するため、ループは、周波数fIFをfcに近づけておく。
If there is a frequency difference in the received signal, the voltage difference is attenuated by the
ループは、受信信号の周波数の遅いドリフトも補償しなくてはならないが、その変調には反応してはならない。これは、ループフィルタの最適化により達成される。 The loop must compensate for the slow drift of the frequency of the received signal, but must not react to the modulation. This is achieved by optimization of the loop filter.
伝達関数を持つ1次フィルタを選択することにより、
fc=frefに対して、得られるのは、
ここで、Gloop=KmAF(0)Kdは、静的ループゲインである。 Here, Group = KmAF (0) Kd is a static loop gain.
τp/(1+Gloop)>>1であるように急速に変化する受信信号に対して、ループは反応せず、故に、変調はループ内で減衰せずに伝達される。ループフィルタキャパシタに存在する電圧の感度を良くするために、ループ増幅器は、高い入力インピーダンスを持たなければならない。その出力は、局部発振器VCOの同調を制御する。たとえば、増幅器は、図3によるリターンを持つトランスコンダクタンス型の増幅器により実現される。 For a received signal that changes rapidly such that τp / (1 + Group) >> 1, the loop does not respond and therefore the modulation is transmitted without attenuation in the loop. In order to improve the sensitivity of the voltage present in the loop filter capacitor, the loop amplifier must have a high input impedance. Its output controls the tuning of the local oscillator VCO. For example, the amplifier is realized by a transconductance amplifier with a return according to FIG.
ループ増幅器は、ゲイン項Gvおよびリターンゲイン項βに分類することができる。
閉じたループゲインは、
たとえば、この適用において、おおよそ20のゲインが必要である。トランスコンダクタンスは1段の増幅器であるため、ゲインはそれほど大きくなく、目指すゲインは、かなり低いリターンで達成される(単一よりもわずかに大きいGvβ)。ここで、我々は、自動周波数制御ループの一般的な機能を調べてみた。たとえばブルートゥース(BlueTooth)受信器のような無線ネットワークにおいて動作する受信器への適用においては、信号が1(1)に相当するかゼロ(0)に相当するかを決定しようとする判断手段DEC、すなわち、受信信号のバイナリ値を決定しようとする判断手段DECが必要である。自動周波数制御ループおよび判断手段DECは、信号の平均値の抽出を必要とするが、この抽出に関しては、要求されるものが異なる。判断手段DECに対しては、受信器の受信範囲の開始期間中、とりわけ速く抽出されなければならない。この受信範囲の開始期間は、一般的に、アクセスコードと、信号同期と、エラー制御信号に相当する。他方、周波数制御ループに対しては、減衰または周波数制御ループによる変調の相殺を防ぐために、遅い抽出が永続的に要求される。受信範囲の開始期間中、連続する成分の抽出は、好ましくは平均値を推定する第1の手段ESTAにより実行される。このようにして、ループは、低いゲイン(たとえば6)を得ることができる。平均値MVを推定する各種手段ESTによって実行される抽出の期間は、受信器によって受信されようとする信号の特性により選択される。図4によれば、これらの期間は、制御手段によって制御され、制御手段は、たとえば図5において開示される時間ダイヤグラムにより制御されるスイッチである。 For example, in this application approximately 20 gains are required. Since the transconductance is a single stage amplifier, the gain is not very large and the target gain is achieved with a much lower return (slightly greater than a single Gvβ). Here we looked at the general function of an automatic frequency control loop. In application to a receiver operating in a wireless network, for example a Bluetooth (BlueTooth) receiver, for example, a decision means DEC for determining whether the signal corresponds to 1 (1) or zero (0), In other words, the determination means DEC that tries to determine the binary value of the received signal is necessary. The automatic frequency control loop and decision means DEC require extraction of the average value of the signal, but what is required for this extraction is different. For the decision means DEC, it must be extracted particularly quickly during the start of the reception range of the receiver. The reception period start period generally corresponds to an access code, signal synchronization, and error control signal. On the other hand, for frequency control loops, slow extraction is permanently required to prevent attenuation or cancellation of modulation by the frequency control loop. During the start of the reception range, the extraction of successive components is preferably performed by a first means ESTA that estimates the average value. In this way, the loop can obtain a low gain (eg 6). The period of extraction performed by the various means EST for estimating the average value MV is selected according to the characteristics of the signal to be received by the receiver. According to FIG. 4, these periods are controlled by the control means, which are switches controlled, for example, by the time diagram disclosed in FIG.
図4は、本発明の有用な実施形態を示す。図1で提示された手段は再び、より詳細に、そしてデータのアナログ処理という面において見出される。 FIG. 4 illustrates a useful embodiment of the present invention. The means presented in FIG. 1 are again found in more detail and in terms of analog processing of the data.
図4によれば、受信器は、その復調器DEMOにおいて、信号Sを受信する。システムがデータを受信する状態にするために、復調器は、スイッチR−ONを作動させる。一度復調が実行されると、平均値MVAおよびMVBを推定する2種類の手段ESTAおよびESTBに、復調信号SDが、入力として供給される。第1の手段ESTAは、速く、たとえば信号の最小値および最大値の評価を実行し、その後、復調信号の平均値として、それらの2つの値の間の中間値をとる。このような評価の実施の1つが、図4に描かれている。特に図4で説明されるような、信号の極値の評価および中間値の計算は、従来例から良く知られており、従って、ここではさらに詳しくは説明されない。図4によれば、第2の推定手段ESTBは、たとえばローパスフィルタR2、C1から成る。キャパシタンスC1の値は、ESTBと呼ばれるRCフィルタの時定数における妥協案から選択される。この値は、通常高いため、キャパシタは外付けである。復調器の出力信号の平均値の良い推定を得るためには、時定数はかなり長くなくてはならないが、判断手段の基準入力が、遅いRCフィルタの出力にスイッチされる場合、フィルタの出力がアクセスコードの終わりですでに最終の値に近づいていることを確実にするためには、時定数はかなり短くなければならない。驚くべきことに、本発明は、回路にただ1つの外部キャパシタを持つことを可能にし、これは、受信器におけるスペースおよび製造時間の節約を意味する。この単一の外部キャパシティは、永続的に周波数制御ループのために使用され、時間的間隔をおいて、判断手段のために使用される。 According to FIG. 4, the receiver receives the signal S in its demodulator DEMO. In order for the system to receive data, the demodulator activates switch R-ON. Once demodulated, the demodulated signal SD is supplied as an input to the two means ESTA and ESTB for estimating the mean values MVA and MVB. The first means ESTA is fast, for example performing an evaluation of the minimum and maximum values of the signal and then taking an intermediate value between these two values as the average value of the demodulated signal. One implementation of such an evaluation is depicted in FIG. The evaluation of signal extrema and the calculation of intermediate values, as described in particular in FIG. 4, are well known from the prior art and are therefore not described in more detail here. According to FIG. 4, the second estimator ESTB comprises, for example, low-pass filters R2, C1. The value of the capacitance C1 is selected from a compromise in the RC filter time constant called ESTB. Since this value is usually high, the capacitor is external. To obtain a good estimate of the average value of the demodulator output signal, the time constant must be quite long, but if the reference input of the decision means is switched to the output of the slow RC filter, the output of the filter is In order to ensure that the end value is already approaching the end value at the end of the access code, the time constant must be quite short. Surprisingly, the invention makes it possible to have only one external capacitor in the circuit, which means saving space and manufacturing time in the receiver. This single outer capacity is permanently used for the frequency control loop, and at intervals, used for decision means.
図2において示したのと同じように、補正手段は、局部発振器VCOの入力に接続される増幅器AFCを有し、全体が復調器DEMOを持つ1つのループ内に置かれる。判断手段DECは、2つの入力における値により1または0(ゼロ)の出力の値を固定する増幅素子SLIを有し、2つの入力は、1番目が推定手段ESTAおよびESTBのうちの1つから来る信号の平均値を受信し、2番目は復調信号SDそのものを受信する。有利には、この増幅素子SLIはまた、処理すべき信号がない場合は復調器DEMOによりアクティブ化されたスイッチ信号R−Onを非アクティブ化する。好ましい実施形態によれば、図5で提示される時間ダイヤグラムにより、様々なスイッチが作動する。 As shown in FIG. 2, the correction means has an amplifier AFC connected to the input of the local oscillator VCO and is placed in one loop with the demodulator DEMO as a whole. The decision means DEC has an amplifying element SLI that fixes the value of the output of 1 or 0 (zero) depending on the values at the two inputs, the two inputs being the first from one of the estimation means ESTA and ESTB. The average value of the incoming signal is received, and the second is the demodulated signal SD itself. Advantageously, this amplifying element SLI also deactivates the switch signal R-On activated by the demodulator DEMO when there is no signal to process. According to the preferred embodiment, the various diagrams are activated by the time diagram presented in FIG.
図5において受信範囲の開始前に、すなわち、受信器のパワーアップにおいて、図5における時間ダイヤグラムの最初の列にあるスイッチS−ENをアクティブ化することにより、外部キャパシタC1は、基準電圧までプリチャージされる。受信器がパワーアップされると、局部発振器VCOおよびループPLLもまた、始動する。受信範囲の開始において、復調器DEMOによってトリガーされる信号R−ONにより受信器のすべての素子に、信号の検出が必要である。その後、受信RECが開始され、データが、たとえば図5に示されるような形で届く。受信信号を構成するこれらのデータは、いくつかの同期およびエラーチェック素子PR,SYN,TRから成るアクセスコードと、その後の、受信器により次に処理される通信に固有のデータである特定のデータPAYLの1パケットにより形成される。その後、スイッチR−ONが、外部キャパシタC1を、復調器DEMOの出力へとスイッチオンさせ、第2の推定手段ESTBにより信号の平均値MVBを抽出する。比較的に長い時定数が使用される。周波数差がある場合、信号の平均値MVBは、基準電圧Vrefとは異なる。受信器の周波数を補正するために、この情報は、局部発振器VCOの入力に供給される。これが、自動周波数制御として知られるものを形成する。この間、受信器は、受信ビットがゼロか1かを決定しなくてはならない。また、これは信号の平均値MVとの比較により、行われなければならない。推定手段ESTBによって供給される平均値MVBは、実際の平均値へと十分に速くは収束しないため、受信範囲の開始の部分では、使用することができない。従って、別の回路が用いられる。この回路は、推定手段ESTAを有し、ピークの検出から、平均値を決定する。この推定手段ESTAは、スイッチSRのアクティブ化により再初期化される。そして、ピークの検出およびピークの値MIMAの評価が、図5に示される時定数の間に行われる。この評価中に、スイッチS2がアクティブ化され、スイッチS3が開かれる結果、信号の平均値が、推定手段ESTAの出力で使用可能であると共に、決定素子SLIの基準入力で使用可能である。次に、スイッチS2を開き位置にスイッチし、スイッチS3を閉じ位置することにより、判断手段DECに対する基準入力は、推定手段ESTBによって測定された平均値MVBにスイッチされる。このようにして、周波数制御ループおよび判断手段は、信号の同じ平均値MVBを使用する。受信器によって次に処理される通信に固有のデータを含むデータパケットPAYLが届く前に、スイッチングが起こるように、時定数は選択される。 By activating the switch S-EN in the first column of the time diagram in FIG. 5 before the start of the reception range in FIG. 5, ie, at the receiver power-up, the external capacitor C1 is pre-charged to the reference voltage. Charged. When the receiver is powered up, the local oscillator VCO and loop PLL are also started. At the start of the reception range, signal detection is required for all elements of the receiver by the signal R-ON triggered by the demodulator DEMO. Thereafter, the reception REC is started, and the data arrives in the form as shown in FIG. 5, for example. These data composing the received signal are an access code consisting of several synchronization and error check elements PR, SYN, TR, followed by specific data that is specific to the next communication processed by the receiver. It is formed by one PAYL packet. Thereafter, the switch R-ON switches on the external capacitor C1 to the output of the demodulator DEMO, and the average value MVB of the signal is extracted by the second estimation means ESTB. A relatively long time constant is used. When there is a frequency difference, the average value MVB of the signal is different from the reference voltage Vref. This information is fed to the input of the local oscillator VCO to correct the receiver frequency. This forms what is known as automatic frequency control. During this time, the receiver must determine whether the received bit is zero or one. This must also be done by comparison with the average value MV of the signal. The average value MVB supplied by the estimation means ESTB does not converge fast enough to the actual average value and cannot be used at the beginning of the reception range. Therefore, another circuit is used. This circuit has an estimation means ESTA and determines an average value from the detection of the peak. This estimation means ESTA is reinitialized by the activation of the switch SR. Then, the peak detection and the peak value MIMA are evaluated during the time constant shown in FIG. During this evaluation, switch S2 is activated and switch S3 is opened, so that the mean value of the signal is available at the output of the estimation means ESTA and at the reference input of the decision element SLI. Next, by switching the switch S2 to the open position and closing the switch S3, the reference input to the determination means DEC is switched to the average value MVB measured by the estimation means ESTB. In this way, the frequency control loop and the decision means use the same average value MVB of the signal. The time constant is selected such that switching occurs before a data packet PAYL containing data specific to the next communication processed by the receiver arrives.
図4における様々な素子について、下記の表に提唱される値で、シミュレーションを行った。このシミュレーションは、図6において提唱される。
これらの値は、例示のために提供され、他の値または値の範囲を除外するものではない。たとえば、特定の適用に対して、データ取得および平均値の基準値への調整のための時定数が増加可能な場合、外部キャパシタンスC1も、増加可能である。シミュレーションは、たとえば100kHz前後(図6の例では200kHz)の搬送周波数の差に対して行われた。このようなシミュレーションにおいて、たとえば、図5における時間ダイヤグラムにおいて実行される動作が示される。ループPLLおよび周波数制御ループがはじめにアクティブ化される。周波数制御ループは、たとえば1.45Vの、局部発振器で使用されるものと同一の基準電圧Vrefで初期化される。ループPLLが、必要な周波数で確立された後、図5のダイヤグラムに従い、受信器は200μsでアクティブ化される。データは、225μsで、曲線Demod−OUTに届く。なお、図6において、外部キャパシタに充電され曲線Cextで示される基準電圧Vrefに関して、これらのデータは、差を持つ。このシミュレーションにおいて、本発明の長所により、データを復元し、それにより曲線Cext(VinAFC)で表されるVref付近に復調される曲線Demod−OUTを復元する、周波数制御ループの効果が、示される。抽出手段による曲線Demod−OUTのピークの検出により、曲線DC−Slicerで示される判断手段により使用される平均値が、まずはじめに供給され、それが、図5および図6における、おおよそ350μsまで、データパケットのアクセスコードおよびヘッダパケットに作用する。この時点で、周波数制御ループは、初期の差を補正している。ピークの検出ESTAにより、抽出手段によって抽出される連続する成分MVAのレベルが、外部キャパシタC1によって示される平均レベルMVBに、近づく。その時に、判断手段の基準入力は、外部キャパシタC1にスイッチされる。 These values are provided for purposes of illustration and do not exclude other values or ranges of values. For example, if the time constant for data acquisition and adjustment of the average value to the reference value can be increased for a particular application, the external capacitance C1 can also be increased. The simulation was performed for a difference in carrier frequency of, for example, around 100 kHz (200 kHz in the example of FIG. 6). In such a simulation, for example, operations performed in the time diagram in FIG. 5 are shown. The loop PLL and frequency control loop are first activated. The frequency control loop is initialized with the same reference voltage Vref as used in the local oscillator, for example 1.45V. After the loop PLL is established at the required frequency, the receiver is activated in 200 μs according to the diagram of FIG. The data reaches the curve Demod-OUT at 225 μs. In FIG. 6, these data have a difference with respect to the reference voltage Vref charged by the external capacitor and indicated by the curve Cext. In this simulation, the advantages of the present invention show the effect of a frequency control loop that restores data and thereby restores the curve Demod-OUT demodulated near Vref represented by the curve Cext (VinAFC). By the detection of the peak of the curve Demod-OUT by the extraction means, the average value used by the judgment means indicated by the curve DC-Slicer is first supplied, which is the data up to approximately 350 μs in FIG. 5 and FIG. Operates on packet access codes and header packets. At this point, the frequency control loop is correcting the initial difference. Due to the peak detection ESTA, the level of the continuous component MVA extracted by the extraction means approaches the average level MVB indicated by the external capacitor C1. At that time, the reference input of the judging means is switched to the external capacitor C1.
本発明は、提示された実施形態に従って説明されているが、提示された実施形態に対する変形が存在し、それらの変形は、本発明の要旨および範囲内にあることを、当業者はすぐに認識するであろう。従って、以下の請求項により定義される要旨および範囲からすべてのことが除かれずに、多くの修正が、当業者によって行われることが可能である。 Although the present invention has been described in accordance with the presented embodiments, those skilled in the art will readily recognize that variations to the presented embodiments exist and are within the spirit and scope of the invention. Will do. Accordingly, many modifications may be made by one skilled in the art without departing from the spirit and scope as defined by the following claims.
本発明は、さらに図面において示される実施形態の例を参照して説明されるが、本発明は、限定されない。
Claims (7)
受信信号を復調する復調手段と、
復調信号の平均値を推定する手段と、
前記復調信号の平均値を基準値での値に補正する手段と、
前記受信信号によって取得されたバイナリ値を決定する判断手段と、を有し、
前記推定手段は、
第1の期間中に、前記判断手段において使用される前記復調信号の第1の平均値を迅速に抽出する第1の手段と、
前記補正手段において使用され、第2の期間中には、前記判断手段において使用される前記復調信号の第2の平均値を低速抽出する第2の手段とを有する、
ことを特徴とする受信器。A receiver for signals received in a wireless network, wherein the receiver operates at a so-called reference oscillation frequency, the oscillation frequency being controlled by a so-called reference value,
Demodulation means for demodulating the received signal;
Means for estimating an average value of the demodulated signal;
Means for correcting an average value of the demodulated signal to a value at a reference value;
Determining means for determining a binary value obtained by the received signal,
The estimation means includes
First means for quickly extracting a first average value of the demodulated signal used in the determining means during a first period;
Second means for extracting at low speed a second average value of the demodulated signal used in the correction means and used in the determination means during the second period;
A receiver characterized by that.
前記受信信号を復調する復調工程と、
復調信号の平均値の推定工程と、
前記復調信号の平均値の基準値への補正工程と、
前記受信信号によって取得されたバイナリ値を決定する判断工程と、を有し、
前記推定工程は、
第1の期間中に、前記判断工程において使用される前記復調信号の第1の平均値を抽出する迅速副工程と、
前記補正工程において使用され、第2の期間中には、前記判断工程において使用される、前記復調信号の第2の平均値を低速抽出する第2の副工程とを含む、
ことを特徴とする方法。A method for receiving and processing a signal received in a wireless network comprising:
A demodulation step of demodulating the received signal;
A step of estimating an average value of the demodulated signal;
A step of correcting the average value of the demodulated signal to a reference value;
Determining a binary value obtained by the received signal, and
The estimation step includes
A quick sub-step for extracting a first average value of the demodulated signal used in the determination step during a first period;
A second sub-process that is used in the correction step and that is used in the determination step and that is used in the determination step to extract a second average value of the demodulated signal at a low speed;
A method characterized by that.
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